探索EVAL - 1ED3124Mx12H评估板：开启IGBT和SiC MOSFET驱动新视野

在电力电子领域，高效可靠的栅极驱动解决方案至关重要。Infineon的EVAL - 1ED3124Mx12H评估板，搭配1ED3124MU12H或1ED3124MC12H栅极驱动IC，为工程师们提供了一个绝佳的平台，来深入了解和评估Infineon EiceDRIVER Compact系列栅极驱动IC的功能和特性。

文件下载：EVAL1ED3124MX12HTOBO1.pdf

评估板概述

EVAL - 1ED3124Mx12H评估板专为评估Infineon EiceDRIVER™ Compact 1ED3124MU12H或1ED3124MC12H在应用电路中的产品特性而设计。它采用半桥配置，配备两个栅极驱动IC，可驱动如IGBT和SiC MOSFET等功率开关。该板还具备隔离过流反馈信号功能，能将高压侧的信号反馈到逻辑控制侧。此外，板上使用了快速运算放大器作为过流检测比较器。

评估板尺寸为(85 × 55 × 15 mm^{3})（未组装功率开关），非常适合进行双脉冲测试。不过，在连续运行时，需要额外考虑热和功率负载，建议在高压电源处添加一个高压直流阻断电容。其低压接口可由脉冲发生器、微控制器或其他数字电路控制，并且为了确保安全运行，还实现了快速过流检测和保护电路，通过电隔离反馈路径将信息反馈到低压输入侧。

关键参数

绝对最大额定值

评估板上的所选组件和栅极驱动IC都有最大额定值和工作条件，以避免损坏各个部件和整个评估板。以下是一些关键参数：	Pin/parameter name	Abs. Max.	Unit	Note
+15V_IN	-0.2 … 20	V	input, support supply voltage
VCC1	-0.2 … 5.3	V	input, gate driver IC supply voltage
FAULT	-0.2 … VCC1 + 0.2	V	output, digital signal
RST	-0.2 … VCC1 + 0.2	V	input, digital signal
IN_HS	-0.2 … VCC1 + 0.2	V	input, digital signal
IN_LS	-0.2 … VCC1 + 0.2	V	input, digital signal
VCC2_HS , VCC2_LS	-0.2 … 40	V	overall isolated secondary supply with reference to VEE2_HS / VEE2_LS
VCC2_HS , VCC2_LS	-0.2 … 25	V	positive secondary supply voltage with reference to GND2_HS / GND2_LS
GND2_HS , GND2_LS	-0.2 … 25	V	gate reference supply pin with reference to VEE2_HS / VEE2_LS
V - HV	-0.2 … 1200	V	input, high - voltage supply, for voltages above 42 V, special high voltage lab environment is strongly recommended
Phase peak current	25	A	phase peak current for double pulse tests
t pulse	100	µs	maximum ON pulse length for double - pulse tests
f sw	100	kHz	maximum switching frequency for continuous operation, careful consideration of power dissipation required

工作条件和电源电压

Pin name	Min.	Typ.	Max.	Unit	Note
+15V_IN	15.5	16	16.5	V	input, support supply voltage
VCC1	3.2	3.3	3.4	V	input, gate driver IC supply voltage
FAULT	-0.1	3.3	VCC1 + 0.1	V	output, digital signal
RST	-0.1	3.3	VCC1 + 0.1	V	input, digital signal
IN_HS	-0.1	3.3	VCC1 + 0.1	V	input, digital signal
IN_LS	-0.1	3.3	VCC1 + 0.1	V	input, digital signal
VCC2_HS , VCC2_LS	12	15	30	V	overall isolated secondary supply with reference to VEE2_HS / VEE2_LS
GND2_HS , GND2_LS	0		15	V	gate reference supply pin with reference to VEE2_HS / VEE2_LS
V - HV	25		600	V	input, high voltage supply, for voltages above 42 V, special high voltage lab environment is strongly recommended

启动步骤

准备工作

1. 在Q1和Q2位置组装合适的功率开关，如IKQ75N120CH3 IGBT。
2. 在J1 - 1/2 (V - HV)和J3 - 2 (HV_GND)之间组装一个外部高压直流电容器（(>100 mu F)）。
3. 准备好用于输入支持和逻辑电源的低压电源（+15V_IN, VCC1）。
4. 准备好用于栅极驱动输出电源的隔离低压电源（VCC2_LS, VCC2_HS, GND2_LS, GND2_HS, VEE2_LS和VEE2_HS）。
5. 准备好用于J1 - 1/2 (V - HV)和J3 - 2 (HV_GND)之间的高压直流电源。
6. 准备好用于双脉冲测试的电感负载。
7. 准备好用于半桥PWM输入的双通道PWM发生器。

上电顺序

1. 在连接器J13.2提供+16 V的+15V_IN电源，并将电源地连接到连接器J13.1。
2. 在连接器J6.2提供+3.3 V的VCC1电源，并将电源地连接到连接器J6.1。
3. 红色LED D7将亮起。
4. 根据组装的功率开关需求，在连接器J4的VCC2_HS、GND2_HS和VEE2_HS以及连接器J5的VCC2_LS、GND2_LS和VEE2_LS处，为两个次级栅极驱动电源分别提供电源。
5. 绿色LED1将亮起。
6. 按下S1复位错误触发器。
7. 红色LED D7将熄灭，绿色LED D6将亮起。
8. 将数字PWM发生器连接到标记为IN_HS和GND以及IN_LS和GND的数字接口连接器J7和J8。
9. 将高压电源连接到连接器J1.1或J1.2，并将HV_GND连接到J3.2。
10. 将电感负载的一端连接到J2.1，另一端根据双脉冲要求连接到J1.1或J3.2（低侧或高侧测试）。
11. 此时，评估板已准备好进行双脉冲评估。

过流保护

评估板实现了过流保护功能，以保护板和组件免受大电流的损害。电流通过测量分流电阻R19两端的电压来确定，该电压可在两个测试点TP14和TP16处获取。

检测电路测量R19两端的电压，将信号通过低通滤波器R18和C18，然后与比较器U5的参考电压进行比较。参考电压由分压器R12和R20定义，跳闸点约为32 A，可以通过更改R19和/或调整参考分压器R12和R20来适应应用需求。

输出信号通过U3传输到低压域，触发触发器并存储过流事件。一旦触发器被触发，它将通过ENABLE信号关闭两个栅极驱动IC。此外，它还会将过流事件作为FAULT信号报告给数字接口连接器，并点亮LED7。

要恢复正常运行，需要按下S1复位触发器，作为反馈，LED7将熄灭，LED6将再次亮起。

连接器和引脚分配

Connector	Pin	Marking/ function	Note
J1	1, 2	V - HV	High voltage power supply
J2	1, 2	PHASE
J3	1	SENSE
J3	2	HV_GND
J4, J9	1	VEE2_HS	High side negative gate driver supply
J4, J9	2	GND2_HS	High side gate driver supply reference
J4, J9	3	VCC2_HS	High side positive gate driver supply
J5, J10	1	VEE2_LS	Low side negative gate driver supply
J5, J10	2	GND2_LS	Low side gate driver supply reference
J5, J10	3	VCC2_LS	Low side positive gate driver supply
J6, J7, J8, J11, J12, J13	1	GND	Logic side ground reference
J6, J12	2	VCC1	Logic side supply voltage, 3.3 V or 5 V
J7	2	IN_HS	Logic PWM input high side gate driver
J8	2	IN_LS	Logic PWM input low side gate driver
J11	2	+15V	15 V for external power supply without protection diode
J11	3	PWM_PSU	PWM output for external power supply from J14.9
J13	2	+15V_IN	15 V input supply voltage for external power supply
J14	1, 2	n.c.	not connected
J14	3	VCC1	Logic side supply voltage, 3.3 V or 5 V
J14	4	GND	Logic side ground reference
J14	5	RST	Reset input for overcurrent flip - flop, connected to S1
J14	6	FAULT	Fault feedback signal
J14	7	IN_HS	Logic PWM input high side gate driver
J14	8	IN_LS	Logic PWM input low side gate driver
J14	9	PWM_PSU	PWM input for external power supply to J11.3
J14	10	+15V	15 V for external power supply without protection diode

总结

EVAL - 1ED3124Mx12H评估板为工程师提供了一个全面的平台，用于评估Infineon EiceDRIVER Compact系列栅极驱动IC的性能。其丰富的功能和特性，如过流保护、半桥配置等，使其成为设计功率电子设备，如逆变器的理想选择。在使用过程中，工程师需要严格按照启动步骤和参数要求进行操作，以确保评估板的正常运行和测试结果的准确性。你在使用类似评估板时，有没有遇到过什么特别的问题呢？欢迎在评论区分享你的经验。